中國(guó)內(nèi)陸河流域城市景觀過(guò)程對(duì)涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響評(píng)價(jià)研究進(jìn)展

夏 沛,宋世雄,劉志鋒,*,何春陽(yáng),王一航

1 北京師范大學(xué)地表過(guò)程與資源生態(tài)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,人與環(huán)境系統(tǒng)可持續(xù)研究中心,北京 100875 2 北京師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)部自然資源學(xué)院,土地資源與區(qū)域發(fā)展研究中心,北京 100875

圖1 我國(guó)內(nèi)陸河流域的空間分布范圍Fig.1 The distribution of the inland river basins in ChinaA：烏裕爾河內(nèi)流區(qū)、B：白城內(nèi)流區(qū)、C：內(nèi)蒙古內(nèi)流區(qū)、D：鄂爾多斯內(nèi)流區(qū)、E：河西走廊-阿拉善內(nèi)流區(qū)(包括石羊河流域、黑河流域和疏勒河流域)、F：柴達(dá)木內(nèi)流區(qū)(包括青海湖流域、柴達(dá)木河流域、格爾木河流域和哈拉湖流域)、G：準(zhǔn)噶爾內(nèi)流區(qū)(包括額敏河流域、烏倫古河流域、瑪納斯河流域和艾比湖流域)；H：伊犁河內(nèi)流區(qū)(包括伊犁河流域)；I：塔里木內(nèi)流區(qū)(包括塔里木河流域、博斯騰湖流域和艾丁湖流域)；J：羌塘高原內(nèi)流區(qū)、K：藏南內(nèi)流區(qū)、L：長(zhǎng)江上游內(nèi)流區(qū)。圖中標(biāo)識(shí)的城市為人口大于50萬(wàn)的城市

內(nèi)陸河是在陸地內(nèi)部干燥地區(qū),河水沿途消失于沙漠或注入內(nèi)陸湖泊的河流[1- 2],內(nèi)陸河流域是內(nèi)陸河所在的流域。我國(guó)的內(nèi)陸河流域主要分布于西北地區(qū)(圖1),介于東經(jīng)73°40′—120°03′,北緯33°09′—48°00′,覆蓋面積約250萬(wàn)km2,約占全國(guó)陸地總面積的1/4[3]。內(nèi)陸河流域面臨著水資源短缺、生態(tài)環(huán)境脆弱、對(duì)氣候變化敏感和貧困人口集中等問(wèn)題,是影響我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵區(qū)域[4- 5]。涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是指與水文過(guò)程密切相關(guān)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)[6- 7],是維持區(qū)域人類福祉和促進(jìn)內(nèi)陸河流域可持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)[8-11]。城市景觀過(guò)程是指非城市土地轉(zhuǎn)變?yōu)槌鞘型恋氐倪^(guò)程,是城市化進(jìn)程中主要的土地利用/覆蓋變化過(guò)程[12-13],它在促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和提高人類福祉的同時(shí),也直接或間接地對(duì)涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)造成了嚴(yán)重的影響,為區(qū)域可持續(xù)發(fā)展帶來(lái)了挑戰(zhàn)[14-15]。近年來(lái),伴隨著“西部大開(kāi)發(fā)”和“國(guó)家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃”等戰(zhàn)略以及“一帶一路”倡議的提出和實(shí)施,我國(guó)內(nèi)陸河流域正在并仍將經(jīng)歷快速的城市景觀過(guò)程[16-17],這會(huì)進(jìn)一步加劇對(duì)區(qū)域涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響。因此,全面認(rèn)識(shí)我國(guó)內(nèi)陸河流域城市景觀過(guò)程對(duì)涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響,對(duì)提高區(qū)域人類福祉和促進(jìn)流域城市可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。綜述相關(guān)研究有利于全面認(rèn)識(shí)內(nèi)陸河流域城市景觀過(guò)程對(duì)涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的影響關(guān)系,為內(nèi)陸河流域城市可持續(xù)發(fā)展提供有效支撐。

目前,已有學(xué)者綜述了內(nèi)陸河流域城市景觀過(guò)程以及涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的研究進(jìn)展,為深入理解我國(guó)內(nèi)陸河流域城市景觀過(guò)程對(duì)涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響奠定了良好基礎(chǔ)。例如,鞏杰等[18]綜述了黑河流域土地利用/覆蓋變化的研究進(jìn)展,發(fā)現(xiàn)城市景觀過(guò)程是黑河流域土地利用/覆蓋變化的重要形式,同時(shí)也是推動(dòng)其他土地利用/覆蓋變化的主要原因。程磊磊等[19]綜述了我國(guó)荒漠地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估研究,發(fā)現(xiàn)已有研究主要關(guān)注土壤保持和水源涵養(yǎng)這兩類涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù),同時(shí)指出評(píng)價(jià)方法較為粗糙,亟需系統(tǒng)的評(píng)價(jià)方式。但目前仍缺乏內(nèi)陸河流域城市景觀過(guò)程對(duì)涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)影響評(píng)價(jià)研究的綜述。

本文的研究目的是綜述我國(guó)內(nèi)陸河流域城市景觀過(guò)程對(duì)涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)影響研究的進(jìn)展。首先,基于系統(tǒng)綜述法[20]檢索和篩選相關(guān)文獻(xiàn)。然后,從論文數(shù)量、引用頻次、發(fā)表期刊、研究區(qū)、采用的評(píng)價(jià)方法、評(píng)價(jià)對(duì)象和主要研究發(fā)現(xiàn)等方面對(duì)篩選出的文獻(xiàn)進(jìn)行綜合分析。最后,歸納和總結(jié)現(xiàn)有研究不足和未來(lái)研究的方向,進(jìn)而提出內(nèi)陸河流域城市景觀過(guò)程對(duì)涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)影響研究框架。

1 城市景觀過(guò)程對(duì)涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響機(jī)理

涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是指與水文過(guò)程密切相關(guān)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù),主要包括淡水供給、水源涵養(yǎng)、土壤保持、洪水調(diào)節(jié)、水質(zhì)凈化和近水休憩等服務(wù)[6- 7]。其中,淡水供給服務(wù)指生態(tài)系統(tǒng)對(duì)淡水資源的供給服務(wù)[21],水源涵養(yǎng)服務(wù)指在一定時(shí)間和空間范圍內(nèi),生態(tài)系統(tǒng)保持水分的過(guò)程和能力[22],土壤保持服務(wù)指生態(tài)系統(tǒng)防止土壤流失的侵蝕調(diào)控能力以及對(duì)泥沙的儲(chǔ)積保持能力[23-24],洪水調(diào)節(jié)服務(wù)指通過(guò)生態(tài)系統(tǒng)影響洪水頻率、強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間等,對(duì)可能造成人類損失的水文現(xiàn)象所發(fā)揮的預(yù)防和減緩等作用的服務(wù)[25],水質(zhì)凈化服務(wù)是指生態(tài)系統(tǒng)通過(guò)自然生態(tài)過(guò)程及物質(zhì)循環(huán)作用,對(duì)水體中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及有毒、有害物質(zhì)進(jìn)行吸附、沉淀和轉(zhuǎn)移[26],近水休憩服務(wù)指與水有關(guān)的自然風(fēng)景欣賞和游憩[21]。由于內(nèi)陸河流域生態(tài)環(huán)境脆弱,涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)面臨嚴(yán)重的威脅。研究表明,內(nèi)陸河流域目前面臨洪水風(fēng)險(xiǎn)增加、洪災(zāi)范圍擴(kuò)大[27],干旱發(fā)生頻率較高[28-29],沙漠化嚴(yán)重、水土流失加劇[30],水污染現(xiàn)象日益嚴(yán)重[31]等問(wèn)題,因此涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)對(duì)內(nèi)陸河流域生態(tài)平衡維持與生態(tài)環(huán)境保護(hù)具有重要意義[32-34](表1)。

我國(guó)內(nèi)陸河流域地跨烏魯木齊、吐魯番、哈密、克拉瑪依、武威、張掖、酒泉、金昌、嘉峪關(guān)和烏蘭察布等10個(gè)地級(jí)市以及阿拉山口、鐵門(mén)關(guān)、二連浩特、霍爾果斯、五家渠、格爾木、敦煌、塔城、奎屯、玉門(mén)、阜康、圖木舒克、烏蘇、阿拉爾、喀什、伊寧、阿克蘇、庫(kù)爾勒、石河子、和田、昌吉、阿圖什、博樂(lè)、德令哈、錫林浩特和茫崖等26個(gè)縣級(jí)市(圖1)。其中,人口100萬(wàn)以上的城市有1個(gè),人口50萬(wàn)至100萬(wàn)的城市有4個(gè),人口20萬(wàn)至50萬(wàn)的城市有16個(gè),人口20萬(wàn)以下的城市有15個(gè)。

內(nèi)陸河流域正在經(jīng)歷快速城市景觀過(guò)程?；谌丝谄詹閿?shù)據(jù),內(nèi)陸河流域城鎮(zhèn)人口數(shù)量由2000年的966萬(wàn)增加到2010年的1413萬(wàn),增加了45.2%；城鎮(zhèn)化率從2000年的32.2%上升到2010年的42.0%?；贖e等[38]發(fā)布的城市土地?cái)?shù)據(jù),內(nèi)陸河流域城市土地面積由2000年的1663km2增長(zhǎng)到2016年的2545 km2,增長(zhǎng)了53.0%。

研究表明,內(nèi)陸河流域城市景觀過(guò)程會(huì)通過(guò)改變土地利用/覆蓋、改變水資源供需平衡以及增加污染物和溫室氣體排放量等方式改變生態(tài)水文過(guò)程,進(jìn)而對(duì)涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的總量、空間格局、權(quán)衡協(xié)同關(guān)系和供需流產(chǎn)生影響(圖2)。首先,內(nèi)陸河城市景觀過(guò)程會(huì)通過(guò)改變流域內(nèi)土地利用/覆蓋影響涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)[39]。城市景觀過(guò)程造成的土地利用/覆蓋變化會(huì)導(dǎo)致濕地、林地和草地等自然生態(tài)系統(tǒng)和農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的喪失和破碎化,同時(shí)影響當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能,進(jìn)而導(dǎo)致涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總量、格局和供需流變化[40]。其次,內(nèi)陸河城市景觀過(guò)程會(huì)引起人口增長(zhǎng)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變,進(jìn)而導(dǎo)致水資源需求增加,對(duì)流域內(nèi)涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需流產(chǎn)生影響[41-43]。最后,內(nèi)陸河城市景觀過(guò)程會(huì)引起人類生活方式和生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變,加劇污染物和溫室氣體的產(chǎn)生和排放,進(jìn)而影響區(qū)域氣候和生物地球化學(xué)循環(huán),并通過(guò)徑流對(duì)流域內(nèi)的涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)格局、權(quán)衡協(xié)同關(guān)系和供需流產(chǎn)生影響[14,44-45]。

表1 主要涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供需流及其與城市景觀過(guò)程的關(guān)系

圖2 城市景觀過(guò)程對(duì)涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)影響原理Fig.2 The mechanisms of the impacts of urban landscape dynamics on water-related ecosystem services

2 文獻(xiàn)基本特征

首先,分別在Web of Science的核心合集和中國(guó)知網(wǎng)的中文核心、CSSCI (Chinese Social Sciences Citation Index)、CSCD (Chinese Science Citation Database)數(shù)據(jù)庫(kù)中,以主題檢索方式,檢索時(shí)間2019年12月8日檢索內(nèi)陸河流域城市景觀過(guò)程的相關(guān)英文和中文論文,得到英文論文114篇,中文論文590篇,檢索內(nèi)陸河流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的相關(guān)英文和中文論文,得到英文論文96篇,中文論文249篇。通過(guò)閱讀相關(guān)文獻(xiàn),按以下條件篩選文獻(xiàn)：第一,研究區(qū)位于中國(guó)內(nèi)陸河流域范圍之內(nèi)；第二,評(píng)價(jià)了城市景觀過(guò)程對(duì)涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響。最后得到英文文獻(xiàn)23篇,中文文獻(xiàn)61篇。

圖3 相關(guān)論文發(fā)文數(shù)量與被引頻次Fig.3 Number and citation of relevant papers

我國(guó)內(nèi)陸河流域城市景觀過(guò)程對(duì)涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)影響的相關(guān)中英文論文數(shù)量和被引頻次均呈上升趨勢(shì)(圖3)。相關(guān)英文論文主要發(fā)表在“PhysicsandChemistryoftheEarth” “Sustainability”和“EcosystemServices”,相關(guān)中文論文主要發(fā)表在《生態(tài)學(xué)報(bào)》、《干旱區(qū)資源與環(huán)境》和《干旱區(qū)研究》。中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所相關(guān)論文發(fā)表數(shù)量最高,達(dá)到18篇,發(fā)文量超過(guò)10篇的還有西北師范大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所和中國(guó)科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所。相關(guān)研究關(guān)注的熱點(diǎn)流域主要有黑河流域、石羊河流域、瑪納斯河流域和塔里木河流域,相關(guān)論文分別為33、13、10和9篇。

3 研究進(jìn)展

3.1 主要評(píng)價(jià)方法

價(jià)值量法和物質(zhì)量法是評(píng)價(jià)內(nèi)陸河流域城市景觀過(guò)程對(duì)涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)影響的主要方法(表2)。價(jià)值量法指從貨幣價(jià)值量的角度對(duì)城市景觀過(guò)程影響進(jìn)行定量評(píng)價(jià),進(jìn)而評(píng)估城市景觀過(guò)程對(duì)涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)[24]。例如,陳忠生等[46]使用價(jià)值量評(píng)估法評(píng)估了和田河流域城市景觀過(guò)程造成的土地利用變化和人口增長(zhǎng)對(duì)水源涵養(yǎng)等服務(wù)價(jià)值的影響；崔志杰等[47]使用價(jià)值量評(píng)估法評(píng)估了黑河流域酒泉-金塔盆地城市景觀過(guò)程對(duì)水源涵養(yǎng)等服務(wù)價(jià)值量的影響；Eziz等[48]使用價(jià)值量法評(píng)估了塔里木河流域的克里雅綠洲城市景觀過(guò)程對(duì)淡水供給和土壤保持等服務(wù)的影響。價(jià)值量評(píng)估法可以直觀地體現(xiàn)城市景觀過(guò)程對(duì)涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響程度[55]。但現(xiàn)有方法僅采用土地利用/覆蓋數(shù)據(jù)來(lái)估算生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值,難以有效反映同一地類不同生物物理特征導(dǎo)致的差異,采用的參數(shù)也未體現(xiàn)內(nèi)陸河流域的特點(diǎn),導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果存在較高的不確定性[56]。

表2 城市景觀過(guò)程對(duì)涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)影響的主要評(píng)價(jià)方法

物質(zhì)量法主要是從物質(zhì)量的角度對(duì)生態(tài)系統(tǒng)提供的服務(wù)進(jìn)行整體評(píng)價(jià),客觀反映城市景觀過(guò)程對(duì)涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響[57]。按照物質(zhì)量評(píng)估方式的不同,可以分為觀測(cè)數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)法和模型模擬評(píng)價(jià)法。

其中,觀測(cè)數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)法是基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)物質(zhì)量的觀測(cè)數(shù)據(jù),評(píng)估城市景觀過(guò)程對(duì)某項(xiàng)涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響[49]。例如,艾尼瓦爾·買買提等[50]采用1996至2000年喀什市吐曼河水質(zhì)觀測(cè)數(shù)據(jù),評(píng)估了城市景觀過(guò)程帶來(lái)的人口增長(zhǎng)、工業(yè)化與土地利用變化對(duì)城市水質(zhì)凈化服務(wù)功能的影響；黃會(huì)平和張岑[51]使用1987至2002年水文站觀測(cè)數(shù)據(jù),用物質(zhì)量評(píng)估方法評(píng)估了黑河流域甘州區(qū)城市景觀過(guò)程和農(nóng)業(yè)活動(dòng)對(duì)流域淡水供給和水源涵養(yǎng)服務(wù)的影響。觀測(cè)數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)法能夠比較準(zhǔn)確客觀地反映生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)變化,但難以用于大尺度城市景觀過(guò)程對(duì)涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)影響評(píng)估[52]。

模型模擬評(píng)價(jià)法主要是基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)模型或生態(tài)水文模型來(lái)評(píng)估城市景觀過(guò)程對(duì)涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響。例如,Geng等[58]使用InVEST模型模擬了黑河上游地區(qū)城市景觀過(guò)程對(duì)淡水供給服務(wù)的影響；王蓓等[53]使用InVEST模型模擬量化了黑河流域淡水供給和水質(zhì)凈化服務(wù);張凌等[54]耦合了土地利用/覆被變化模型Dyna-CLUE(Dynamic Conversion of Land-Use and its Effects Model)和水文模型SWAT,評(píng)估了不同情境下城市景觀過(guò)程對(duì)淡水供給服務(wù)的影響。InVEST模型可以很好地模擬區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給,SWAT模型在對(duì)城市景觀過(guò)程影響水源涵養(yǎng)和淡水供給服務(wù)的模擬中有良好效果[59-61]。但是模型模擬法具有難以驗(yàn)證模擬結(jié)果、難以獲取模型參數(shù)等問(wèn)題。

3.2 主要研究發(fā)現(xiàn)

已有研究在內(nèi)容上主要關(guān)注內(nèi)陸河流域城市景觀過(guò)程對(duì)涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總量的影響,在研究對(duì)象上主要側(cè)重對(duì)水源涵養(yǎng)、水質(zhì)凈化和淡水供給服務(wù)的研究(圖4)。

圖4 主要研究?jī)?nèi)容和對(duì)象Fig.4 The main research contents and objects

在涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總量方面,內(nèi)陸河流域城市景觀過(guò)程會(huì)造成土壤保持、水質(zhì)凈化和水源涵養(yǎng)等服務(wù)的總量明顯下降。例如,蘇芳等[62]分析了1980—2010年石羊河流域城市景觀過(guò)程對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總量的影響,發(fā)現(xiàn)石羊河水源涵養(yǎng)和土壤保持服務(wù)價(jià)值整體呈下降趨勢(shì)；Li等[63]對(duì)黑河流域中游1988—2008年的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行了評(píng)估,發(fā)現(xiàn)在城市景觀過(guò)程影響下,耕地面積的增加與草地和林地面積的減少均使得水源涵養(yǎng)服務(wù)價(jià)值總量降低；王希義等[64]對(duì)和田河流域1990—2010年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總量變化進(jìn)行了研究,結(jié)果表明流域內(nèi)水源涵養(yǎng)服務(wù)價(jià)值總量受城市景觀過(guò)程的影響不斷降低。

在涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)空間格局方面,內(nèi)陸河流域城市景觀過(guò)程往往造成流域內(nèi)涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給量高的地區(qū)面積逐漸縮小,供給量低的地區(qū)面積不斷擴(kuò)大,導(dǎo)致涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的空間異質(zhì)性增加。例如,梁友嘉等[65]對(duì)黑河流域中游張掖市甘州區(qū)的研究發(fā)現(xiàn),甘州區(qū)的城市景觀過(guò)程造成區(qū)域內(nèi)城市附近的涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)低值區(qū)增加,高值區(qū)破碎化；Zhang等[66]對(duì)艾比湖流域城市景觀過(guò)程對(duì)涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響研究發(fā)現(xiàn),水土保持服務(wù)的高值區(qū)域面積正在不斷縮小。

在涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡關(guān)系方面,內(nèi)陸河流域城市景觀過(guò)程往往通過(guò)改變土地利用/覆蓋的方式,使得涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)間及涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與其他生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)間產(chǎn)生權(quán)衡關(guān)系。例如,Lu等[67]發(fā)現(xiàn)黑河流域中游受快速城市景觀過(guò)程影響,糧食供給服務(wù)與下游的水源涵養(yǎng)服務(wù)存在權(quán)衡關(guān)系,中游地區(qū)糧食生產(chǎn)越多，下游地區(qū)徑流損失越大；王蓓等[57]發(fā)現(xiàn)在城市景觀過(guò)程影響下,石羊河流域的土壤保持服務(wù)與水源涵養(yǎng)服務(wù)呈權(quán)衡關(guān)系。

4 討論

目前,相關(guān)研究在影響機(jī)理、影響的綜合分析和影響評(píng)價(jià)結(jié)果應(yīng)用等方面仍存在不足。首先,內(nèi)陸河流域城市景觀過(guò)程對(duì)涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)影響的機(jī)理還不清楚。已有研究還主要局限于遙感測(cè)量和空間統(tǒng)計(jì),缺乏野外定位觀測(cè)與控制試驗(yàn),不能從機(jī)理上揭示城市景觀過(guò)程與涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的關(guān)系。其次,現(xiàn)有方法僅能評(píng)價(jià)歷史城市景觀過(guò)程對(duì)涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總量的影響,在評(píng)價(jià)未來(lái)城市景觀過(guò)程的影響以及涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡、協(xié)同和供需流關(guān)系的響應(yīng)時(shí)存在明顯缺陷。而且,在評(píng)估內(nèi)陸河流域城市景觀過(guò)程對(duì)涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)影響的基礎(chǔ)上開(kāi)展流域系統(tǒng)管理以促進(jìn)流域可持續(xù)發(fā)展的途徑還不明確。

圖5 城市景觀過(guò)程對(duì)涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)影響研究框架Fig.5 The comprehensive framework for assessing the impacts of urban landscape dynamics on water-related ecosystem services

隨著國(guó)家“西部大開(kāi)發(fā)”和“新型城鎮(zhèn)化”戰(zhàn)略的推進(jìn),以及“一帶一路”倡議的發(fā)起,內(nèi)陸河流域城市景觀過(guò)程還將持續(xù)進(jìn)行。因此,未來(lái)亟需基于“機(jī)理-過(guò)程-服務(wù)-可持續(xù)性”的研究思路,綜合利用野外調(diào)查、模型開(kāi)發(fā)和情景模擬等方法,開(kāi)展內(nèi)陸河流域城市景觀過(guò)程對(duì)涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)程影響機(jī)理與模型模擬研究。一是應(yīng)結(jié)合大數(shù)據(jù)分析、深度學(xué)習(xí)和過(guò)程模擬,揭示城市景觀過(guò)程對(duì)涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)影響機(jī)理。二是需要綜合城市景觀過(guò)程模型和生態(tài)水文模型,發(fā)展城市景觀過(guò)程與涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)耦合模型。三是建議模擬和評(píng)估城市景觀過(guò)程對(duì)涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供給、需求和流的影響,并從城市和山水林田湖草結(jié)構(gòu)調(diào)整、空間格局優(yōu)化和功能提升這三個(gè)方面,提出流域系統(tǒng)管理方案(圖5)。這對(duì)于落實(shí)“生態(tài)文明”建設(shè)和“一帶一路”建設(shè),促進(jìn)我國(guó)內(nèi)陸河流域可持續(xù)發(fā)展具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。

5 結(jié)論

我國(guó)內(nèi)陸河流域城市景觀過(guò)程對(duì)涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響已受到學(xué)者的廣泛關(guān)注,相關(guān)論文數(shù)量與被引頻次均呈上升趨勢(shì)。價(jià)值量評(píng)價(jià)法和物質(zhì)量評(píng)價(jià)法是評(píng)價(jià)我國(guó)內(nèi)陸河流域城市景觀過(guò)程對(duì)涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)影響的兩種主要方法,水源涵養(yǎng)、水質(zhì)凈化和淡水供給是主要評(píng)價(jià)對(duì)象。評(píng)價(jià)結(jié)果表明,內(nèi)陸河流域城市景觀過(guò)程不僅造成水源涵養(yǎng)、水質(zhì)凈化和土壤保持等涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總量下降和空間異質(zhì)性增加,而且還導(dǎo)致涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)間權(quán)衡關(guān)系加劇。相關(guān)研究為深入理解內(nèi)陸河城市景觀過(guò)程對(duì)涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響奠定了良好基礎(chǔ),但在揭示影響機(jī)理、模擬未來(lái)影響、分析服務(wù)權(quán)衡、協(xié)同與供需流關(guān)系以及探索可持續(xù)的內(nèi)陸河流域綜合優(yōu)化管理等方面還存在不足。因此,未來(lái)應(yīng)基于“機(jī)理-過(guò)程-服務(wù)-可持續(xù)性”的思路,建立內(nèi)陸河流域城市景觀過(guò)程對(duì)涉水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)影響評(píng)價(jià)框架,深入開(kāi)展綜合評(píng)價(jià)研究,為內(nèi)陸河流域城市與山水林田湖草綜合優(yōu)化管理提供幫助。